大規模言語モデル(LLM)とは?概要、重要性、ユースケース、評価や価格競争について解説

大規模言語モデル(LLM)は、人間の言語を理解し生成する能力において飛躍的な進歩を遂げた先進的なAIシステムです。その重要性は、幅広い応用可能性と、産業界におけるイノベーションの促進、そしてAIの研究開発の方向性に大きな影響を与えている点にあります。今後さらに技術が成熟していくなかで、企業や組織にとって極めて重要なLLMの基本原理や評価手法、導入に伴うさまざまな考慮事項を解説します。

2025年3月27日更新

関連資料 eBook「2025年の戦略的テクノロジのトップ・トレンド」をダウンロード

今後顕著な破壊と機会をもたらすであろうガートナーの戦略的テクノロジのトップ・トレンドをご確認いただき、企業や組織のデジタル戦略、また、継続的なビジネス成功のための戦略計画にご活用ください。

「進む」ボタンをクリックいただいた場合、利用規約 および プライバシー・ポリシー に同意したものとみなします。

連絡先情報

すべて必須項目となります。

勤務先情報

すべて必須項目となります。

Optional

ガートナーが発表した「2025年の戦略的テクノロジのトップ・トレンド」は、今後5年間で大きな影響をもたらす10の重要テクノロジを分析しています。「AIの最重要課題とリスク」「コンピューティングのニュー・フロンティア」「人間とマシンの相乗効果」という3つの視点から、テクノロジの進化が企業活動や社会にもたらす変化を包括的に考察しています。

CIOや事業戦略立案者、製品開発者、リスク管理担当者など、企業および組織の様々な立場の方々が、自社および自組織の将来を見据えた意思決定を行う上で、重要な示唆を得ることが可能です。

特に、AIやコンピューティングの新領域、人間とマシンの関係性の変化など、重要なテーマについて具体的なユースケースを交えながら解説しており、実務に直結する洞察が得られます。

フォームにご記入いただくと、無料でダウンロードできます。

大規模言語モデル(LLM)の概要

大規模言語モデル(LLM:Large Language Models)は、人工知能(AI)、特に自然言語処理(NLP:Natural Language Processing)や生成AIの領域における大きな進歩を示す技術です。ファウンデーション・モデルの一種であり、さらに広義の生成AIに分類されます。ChatGPTのような会話型インターフェースや、OpenAIのGPT-4といった強力なLLMの登場に対する世間の高い関心によって、LLMは技術的議論や企業での検討において中心的な存在となりました。

* ファウンデーション・モデルは、ラベル付けされていないインターネット・データから成る巨大なコーパスで大規模に事前トレーニングされたモデルです。ファウンデーション・モデルには、トランスフォーマー・アーキテクチャ・ベースのもの (大半のLLM [大規模言語モデル] など) と、拡散ベースのもの (大半のコンピュータ・ビジョン・モデルなど) があります。

大規模言語モデル(LLM)の定義

LLMは本質的にディープラーニングのニューラルネットワークであり、多くの場合、トランスフォーマー・アーキテクチャ* に基づいて構築されています。膨大な量のテキストやコードデータを用いてトレーニングされており、人間が書いたかのように流暢で整合性のある文章を理解/解釈/生成できる点が特徴です。従来の自然言語処理モデルは特定のタスクに特化していましたが、LLMはその大規模性と学習手法の特性から、テキスト生成、要約、翻訳、質問応答、さらにはコード生成など、幅広いタスクに対応できる能力を示します。

トランスフォーマー・アーキテクチャは、単語のシーケンスを重視して前後の文脈からテキストの数値表現を計算する、一種のディープ・ニューラル・ネットワーク・アーキテクチャを具体化したものです。

トークンとトークン化

LLMは、テキストを「トークン」と呼ばれる離散的な単位の列として処理します。トークンとは、単語のサブセットに対応するコンテンツの単位です。入力されたテキストはトークン化によって数値表現であるトークンに変換され、モデルはこれを操作して推論を行います。トークン化の処理工程自体は通常ユーザーの目に触れませんが、LLMが機能するうえで欠かせないステップです。モデルによって異なるトークン化が使われる場合があり、同じテキストを表現するのに必要なトークン数が変わることで、処理時間やコストに影響を及ぼします。特に商用のLLMでは、使用したトークン数に応じて課金されるケースが多いため、留意が必要です。

エンベディング(埋め込み)の役割

テキストをトークン化するだけではなく、LLMが言語の意味を理解するうえで重要なのが「エンベディング」の概念です。トークン自体は単なる数値の並びにすぎませんが、エンベディングは単語やフレーズの意味や文脈を高次元ベクトル空間で表現します。同じような意味をもつトークン同士はこの空間の近い位置に配置されるため、LLMは言語内の関係やニュアンスをとらえやすくなります。これらのエンベディングは、大量のデータセットを用いた事前トレーニング* によって獲得されるもので、エンベディング同士の類似度を計算する能力は、セマンティック・サーチやRAG(検索拡張生成)といった応用で活用されています。

* 事前トレーニングとは、ファウンデーション・モデルをトレーニングする際の最初のステップであり、通常は教師なし学習フェーズとして実行されます。事前トレーニングが完了したファウンデーション・モデルは汎用機能を備えているが、精度を向上させるためには、ファインチューニングによってファウンデーション・モデルを改良する必要があります。

パラメータとモデルの規模

LLMの性能や機能は、しばしばパラメータ(ウェイト)*と呼ばれる学習可能な変数の数に左右されます。これらはトレーニングを通じて得られる知識が蓄積される場所で、LLMによっては数十億、あるいは数百億規模のパラメータを有するものもあります。一般的にパラメータが多いほど高度なパターンを学習できる可能性が高い一方、最終的な性能は学習期間やデータの質、アーキテクチャの設計などとのトレードオフによって決定されます。

また、モデル・パラメータに加えて、ネットワーク構造を定義するアーキテクチャ・パラメータ、やり取り時に調整可能なプロンプト・パラメータ(たとえば「temperature」など)、学習中に設定するハイパー・パラメータなど、さまざまなパラメータが存在します。

パラメータ数の多いモデルを扱うには、高性能GPUや大容量メモリ、高速ネットワーク帯域といった強力な計算リソースが必要です。そのため、トレーニングや推論のコスト、さらにはインフラ面への影響は非常に大きくなります。

トレーニングによって値が決定される、AIモデル内のニューラル接続などの側面を表す一連の数値的な重み。LLMは、数十億のパラメータを持つことができます。

大規模言語モデル(LLM)の重要性

自然言語理解と生成能力の向上

LLMの出現によって、自然言語理解(NLU)および自然言語生成(NLG)が大きく前進しました。LLMは複雑な質問を理解し、関連情報を抽出し、さまざまな形式・文体で一貫性のある応答を生成します。これにより、より自然で直感的なチャットボットや、高度なコンテンツ生成ツールなど、多彩なアプリケーションが実現可能になりました。

AIの民主化

大手テクノロジ・プロバイダーがAPIとして強力なLLMを提供するようになったことで、企業や開発者は自前で大規模なAI研究開発を行わなくても、高度なAI機能を製品やサービスに組み込みやすくなりました。このような「民主化」によってイノベーションの裾野が広がり、多様な業界がLLMを活用するようになっています。

生成AIの普及を加速

LLMは生成AIの代表的な事例であり、注目と投資を集めています。LLMの成功がきっかけとなり、画像や音声、動画など、他の分野の生成AIにも関心が高まりました。ChatGPTなどの事例に見られる活況によって、多くの企業が生成AIソリューションを調査や試験導入し、すでに一部は本格的な導入検討やパイロット段階に入っています。

企業アプリケーションへの応用とイノベーション

企業では、生産性向上や顧客体験の改善、新しい洞察の創出を目的に、LLMを導入する動きが広がりつつあります。たとえば、マーケティング向けのコンテンツ自動生成、高度なチャットボットによる顧客対応、セマンティック・サーチを活用したナレッジマネジメントの高度化、さらにはコーディングやデータ分析の支援など、さまざまな領域でイノベーションを後押ししています。

AIインフラと導入戦略への影響

大規模なLLMのトレーニングや推論には膨大な計算資源が求められ、AIインフラ全般にも新たな要件が発生しています。中国で進むLLM APIの価格競争* などから、クラウドベースのAI推論を検討する動きがあり、コスト削減や柔軟性、最新モデルへのアクセスなどを求める企業にとって魅力的な選択肢となっています。一方、コストやセキュリティ、コンプライアンス、そして人材確保などの観点から、クラウドかオンプレミスかを検討する必要があります。

* LLM APIの価格競争についてのさらなる詳細は「大規模言語モデル(LLM)の評価や価格競争」を参照ください。

関連AI技術の進歩

LLMの発展は、プロンプト・エンジニアリング、RAG(検索拡張生成)、パラメータ効率の良いファインチューニング (PEFT:Parameter-Efficient Fine Tuning) などの関連技術の成長を促しています。

プロンプト・エンジニアリングは、モデルから望ましい応答を得るためのプロンプト設計を追究する技術であり、LLMの性能を最大限に引き出すうえで欠かせません。また、RAG(検索拡張生成)はLLMの持つ静的な知識を補うために、外部の関連データを取り込み、正確性や最新情報へのアクセス性を高めます。PEFTは、フル・ファインチューニング(Full fine-tuning)よりもはるかに軽量な計算資源で、LLMを特定のタスク向けに最適化する手段として注目されています。

大規模言語モデル(LLM)の課題と検討事項

LLMには大きな可能性がある一方で、課題も少なくありません。モデルタイプや機能、ベンチマークによる性能評価、ユースケースへの適合性だけでなく、価格、速度、セキュリティなど多面的に検討しなければなりません。また、データプライバシーやバイアスの問題、誤情報や支離滅裂な回答(いわゆる「ハルシネーション(幻覚)」)の生成リスク、運用コストなども考慮が必要です。さらに、技術の進化が非常に速いため、専門家や開発者には継続的な学習と適応が求められます。

大規模言語モデル(LLM)の具体的なユースケース

LLMは多様な分野において幅広く応用できる可能性を秘めています。汎用のLLMは、コンテンツ作成や要約など一般的な自然言語の理解や生成タスクに活用される一方で、特定ドメイン向けに学習あるいはファインチューニングされたLLMは、特定産業分野やコーディング、翻訳、ドキュメント理解など特化型タスクでより深い知識を必要とする場面で力を発揮します。企業や組織では、汎用LLMとドメイン特化型LLMを組み合わせて、LLMを活用したソリューションを構築する場合もあります。

  • コンテンツ作成と要約: 一般的な自然言語タスクに適した汎用LLMが活用されます。

  • 質問応答: LLMは、学習データやRAGによる追加情報をもとに、ユーザーの問い合わせに応じた回答を生成できます。

  • チャットボット および会話型AI: ChatGPTなどの事例から分かるように、対話型のインターフェースを実現します。最終的にはチャットボットのユーザー満足度などが成果指標となる場合があります。

  • コード生成と理解: HumanEvalやCodeXGLUEなどのベンチマークでLLMのコーディング能力が評価されます。コーディング・タスクに特化したドメイン特化型モデルのファインチューニングも可能です。

  • 翻訳: 翻訳タスクに最適化されたドメイン特化型LLMを使うことで、高精度の翻訳を実現できます。

  • ドキュメント理解: ドメイン特化型LLMを活用して、文書の構造把握や内容の解析を高度に行うことができます。

  • セマンティック・サーチ: エンベディングの特性により、単語や文の関係性をより深く理解する検索が可能です。

  • レコメンデーション・システム: エンベディングを利用し、ユーザー行動や類似度分析を行うシステムを構築できます。

  • 特定タスク向けのファインチューニング: 組織固有あるいはドメイン特化型データを用いてLLMをファインチューニングすることで、感情分類や指示への応答など、特定ニーズに合わせた性能向上が期待できます。

  • RAGによる知識拡張: LLMは内部知識だけに依存せず、最新情報や内部データにアクセスして精度を高めることができ、特定領域の知識が必要なタスクなどに有効です。

大規模言語モデル(LLM)の評価や価格競争

企業や組織はモデル・タイプや能力(ベンチマークや自社のテストケース)、価格、速度、知的財産と免責、導入手法など多面的な要素に基づき、LLMを慎重に比較し評価することが重要です。
特に中国で進むLLMのAPI価格競争は、推論コストの低減傾向を示唆しており、最終的には企業のAI導入戦略、すなわちオンプレミスからクラウドベース環境への移行を促す可能性があります(次の章「DeepSeekの中国国内市場への影響と世界的な反応」を参照)。

ただし、短期的にはオンプレミスでの運用や、APIコスト以外にもファインチューニングやセキュリティ、サービス、人材確保といった要素が総合的なソリューション・コストに影響するため、API価格の低下がすぐに大きな変化をもたらすとは限りません。ガートナーでは、こうしたAI推論コスト (トレーニング済みのAIモデルを使用した出力生成にかるコスト) が下がっても、オンプレミスの生成AIソリューションを保有している企業に即座に影響が及ぶことはほとんどないという考えは変えていません。その大きな理由は、導入の選択肢が限定されていること、採用の初期段階であること、これまでのコスト構造にあります*

* さらなる詳細は「大規模言語モデル(LLM)API価格:企業への短期的な影響」を参照

DeepSeekの中国国内市場への影響と世界的な反応

DeepSeekの台頭は、中国におけるLLM API市場の価格競争を激化させており、複数の中国系ベンダーが推論コストを大幅に引き下げています。短期的にはオンプレミスでソリューションを運用している企業への影響は限定的とみられますが、今後もAPI料金が下がり続けることでAI導入戦略を再評価する必要性が高まり、クラウドベースのAI推論ワークロードへ移行する動きが加速する可能性があります。

 DeepSeekによる革新的なAI戦略は、中国の自国産AIエコシステムを活性化し、グローバルなAIリーダーシップ獲得を目指す国家のビジョンとも合致しています。すでに中国の主要なクラウドサービス・プロバイダーや、AIアプリケーション開発、AIエンジニアリング、AIインフラストラクチャの企業がDeepSeekのモデルを統合しています。一方、世界的には、DeepSeekのAIモデルを特定のニッチ・アプリケーションで採用する米国のテック企業もある一方、OpenAIは推論コストを下げるなどの対抗措置も見られました。

DeepSeekとは?

DeepSeekは、急速に台頭したAI企業であり、とりわけ大規模言語モデル(LLM)の分野での進展により注目を集めています。中国のクオンティテイティブ・ファンド(Quantitative hedge fund, 数理モデルやAIを用いて投資戦略を運用するファンド)であるHigh-Flyerの財務的支援を受けて研究に注力しており、短期的な収益プレッシャーに左右されることなく、エンジニアが長期的な研究とイノベーションを優先できる環境を整えています。このように従来型ビジネスモデルに依存しない体制は、AI技術における実験や革新的アイデアの追求を促進しています。

DeepSeekの技術的な特徴

DeepSeekは、コスト効率の高い高性能なAIモデル開発で評価を得ています。その戦略の中核となるのが、ソフトウェアを最適化する専門知識です。具体的には、MoE (Mixture of Experts)、FP8混合精度トレーニング、カスタムのロード・バランシング・カーネルといった技術を駆使し、限られたハードウェア上でトレーニング効率を上げています。こうしたイノベーションにより、DeepSeekは輸出規制対応GPU(NVIDIA H800など)を使用して、競合他社よりもはるかに低コストで優れたパフォーマンスを実現しています*。従来は高性能AIの実現に大型で高価なハードウェアが必須と考えられてきましたが、DeepSeekはその常識に一石を投じています。

* 多くの情報が流動的であるため、DeepSeekの開発にかかったコストの情報に限らず、それらの取り扱いについては十分な注意が必要です。

DeepSeekの主な公開モデル

DeepSeekは、DeepSeek-R1やJanus Pro、DeepSeek-V3など、オープンウェイト(Open Weight)のAIモデルを公開し注目されています。DeepSeek-R1は、DeepSeek-V3ベースのモデルをもとに、言語モデリング、教師ありファインチューニング(SFT:Supervised Fine-Tuning)、そしてプレファレンス・チューニング(Preference Tuning)という3段階のプロセスを経て推論能力を強化して作られました。また、SFTを行わずに強化学習(RL: Reinforcement Learning)のみで学習した中間モデルであるDeepSeek-R1-Zeroも公開し、純粋なRLアプローチが数学やコーディングなど特定の分野で能力を高められる可能性を示しています。

大規模言語モデル(LLM)API価格:企業への短期的な影響

クラウド・ベースのAIの場合、APIにかかるコストは総保有コスト (TCO:Total Cost of Ownership) の一部にすぎません。他にも以下のようなコストが必要です。

  • AIソフトウェア/ツール

  • AI-Readyデータとガバナンス

  • インフラストラクチャとクラウド・コンピューティング

  • AIサービス、スキルの高い人材

  • セキュリティ/法規制コンプライアンス対策

コストが変動する状況でLLMを評価する際の推奨事項は以下の通りです:

  • 価値、リスク、全体的なコスト構造に基づいて、AIへの投資に優先順位を付ける

  • 予算を考える際に、セキュリティ、ガバナンス、法規制コンプライアンスにかかるコストも考慮する

  • コストだけではなく、品質、スループット、レイテンシも考慮に入れて、モデルの有効性を評価する

クラウドへのシフト:長期的なAI導入に関する検討事項

生成AIのAPI価格が低下するのに合わせて、企業や組織はクラウド・ベース・モデルとオンプレミス・モデルのバランスを取りながら、AI導入戦略を見直す必要があります。クラウドAIは、スケーラビリティ、俊敏性、既存AIエコシステムとの統合性に優れています。一方で、オンプレミス・ソリューションは、法規制コンプライアンス、セキュリティ、専用インフラストラクチャに関するニーズがある組織に適している場合があります。

クラウド・ベースのLLMの使用を評価する際の推奨事項は以下の通りです:

  • クラウドとオンプレミスのトレードオフのバランスを取りながら、AI導入をビジネス上の優先課題に整合させる

  • データ・セキュリティ・ポリシーを遵守しながら、AIユースケースのためのクラウド採用を評価する

  • 柔軟性を求める場合は、クラウドとオンプレミスの両方のインフラストラクチャを活用するハイブリッド・モデルを検討する

ユースケースに適した大規模言語モデル(LLM)を評価/選択する方法

モデル・タイプ、パフォーマンス、コスト効率という3つの重要な基準に基づいてLLMを評価します。

1. モデル・タイプ

  • 汎用LLM:コンテンツ生成、要約、会話型AIのための多用途モデル (GPT-4 Turboなど)
  • ドメイン固有のLLM:専門的な機能を備え、業界固有の用途 (金融、ヘルスケアなど) に合わせて調整されたモデル

2. パフォーマンス評価指標 

業界ベンチマークと以下のようなカスタムの評価指標を組み合わせます。

  • 正確さ/根拠性:事実に基づく回答とその精度
  • 関連性/再現率:ビジネス上のニーズとの整合性
  • 安全性/バイアス検知:出力におけるリスクの特定と軽減

3. コストに関する検討事項

LLM API価格だけでなく、以下も考慮します。

  • ファインチューニングとモデル適応化にかかる費用
  • AIガバナンス、セキュリティ、コンプライアンスに関する費用
  • 人材/インフラストラクチャへの投資

大規模言語モデル(LLM)のまとめ

大規模言語モデル(LLM)は、人間の言語を理解し生成する能力において飛躍的な進歩を遂げた先進的なAIシステムです。その重要性は、幅広い応用可能性と、産業界におけるイノベーションの促進、そしてAI研究開発の方向性に大きな影響を与えている点にあります。今後さらに技術が成熟していくなかで、LLMの基本原理や評価手法、導入に伴うさまざまな考慮事項を十分に理解し、適切かつ責任をもって活用することが、企業や組織にとって極めて重要です。

ガートナーによる支援

企業や組織におけるAI領域の意思決定においては、ガートナーが提供する豊富なリサーチやベストプラクティスを参照することで、リスクを低減しながら戦略的にLLMを導入・運用する道筋への知見が得られます。具体的には以下のような支援をご提供いたします。

  • 市場動向や主要ベンダーの評価: ガートナーのマジック・クアドラントやマーケットガイドなどにより、LLM領域を含むAIプラットフォームやサービス各社の強み・弱みを把握できます。

  • 成熟度評価とロードマップ策定: ハイプ・サイクルなどを活用し、生成AIや自然言語技術の成熟度を見極めたうえで、自社に適した導入タイミングや投資計画を策定できます。

  • 実装ガイダンスとTCO分析: ガートナーのリサーチノートやベストプラクティスを参照しながら、導入コスト(CAPEX/OPEX)や人材育成、セキュリティ要件などを含む総合的な検討を行えます。

  • リスク管理とコンプライアンス: AI活用におけるデータ・プライバシー、コンプライアンス、バイアスなどのリスクへの対処法をレポートやガートナーのエキスパートとのディスカッションを通じて把握し、適切なガバナンス体制を整備できます。

ガートナーの知見を取り入れることで、企業や組織はLLM導入に関する最新の市場動向やベストプラクティスを得ると同時に、コストとリスクを見極めつつ迅速かつ最適なAI戦略を策定することが可能です。特に、大規模投資やグローバル展開を検討する際には、ガートナーの中立的な第三者視点の客観的な情報をご活用いただき、意思決定の質を高めるうえでお役立てください。

大規模言語モデル(LLM)に関するガートナーの知見

※ご契約者様向けのリソースです。ご契約のお客様は、以下のリサーチノートからさらなる詳細をご確認いただけます。

生成AIとLLMに関する用語集
2023年9月12日発行、ID G00799132
著者:Tadaaki Mataga
生成AI分野の用語や概念は、特にLLMに関するテクノロジや手法、アプリケーションが急速に進化しているため、複雑になる場合があります。本リサーチノートの目的は、生成AIを活用したソリューションに関する情報を提供し、ユーザーがこうしたソリューションの設計とエンジニアリングを行えるようにすることです。

生成AIのコストを最適化するための10のベスト・プラクティス
2024年9月13日発行、ID G00818503
著者:Tadaaki Mataga
アーキテクチャに関する意思決定が不十分であることや、運用ノウハウの欠如、不適切なガバナンスによって、生成AIのコストは急速に増加する場合があります。ITリーダーは、本リサーチノートで紹介するコストを最適化するための10のベスト・プラクティスを採用することで、ビジネス価値と業務の効率化を迅速に実現できます。

生成AIの価値とコストを新たな投資基準で評価する
2023年10月24日発行、ID G00800851
著者:Tatsuya Ichishi
データ/アナリティクス・リーダーは、生成AIへの新規投資について、潜在的な利益とコストを評価する必要があります。生成AIのユースケースのほとんどは安価に試行できるが、本リサーチノートは、企業の生成AIに関する施策の価値を評価し、実現するための意思決定フレームワークを提供します。

What Technical Professionals Need to Know About Large Language Models
2023年9月28日発行、ID G00794955
著者:Wilco van Ginkel
大規模言語モデル(LLM)は注目を集めており、重要な基本概念を含んでいます。LLMソリューションを担当するデータ/アナリティクス技術の専門家は、埋め込み、プロンプト、微調整などの概念を理解し、それらが自身の役割にとってなぜ重要なのかを理解する必要があります。

Quick Answer: How Do I Compare and Evaluate LLMs?
2024年9月3日発行、ID G00818045
著者:Ben Yan, Haritha Khandabattu, Leinar Ramos, Pieter den Hamer, Tong Zhang, Arun Chandrasekaran
ChatGPTへの急速な関心の高まりにより、大規模言語モデル(LLM)が急増しているが、モデルが多面的であるため、それらの評価は大きな課題となっています。本リサーチノートでは、データ/アナリティクスのリーダーが、それぞれのシナリオに最適なモデルを選択する際に役立つ考慮すべき要因について概説します。

The LLM Price War in China Will Accelerate the AI Gravity to Cloud
2024年6月26日発行、ID G00817616
著者:Mike Fang, Hao Yin, Tong Zhang, Feng Gao, Elaine Zhang
複数の中国AIベンダーは、企業による生成AIの導入を促進するために、大規模言語モデルAPIの推論コストを90%以上削減しました。本リサーチノートは、データ/アナリティクスのリーダーが、生成AIソリューションの影響を評価し、将来に向けて拡張する上で役立ちます。

ガートナーのリサーチ・サービスについてのお問い合わせ